第一章 集成电路EDA设计概述.ppt

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1、第一章集成电路EDA设计概述1.1数字系统设计1.2EDA技术1.3IP核复用技术与SOC1.4实例演示：电子秒表电路的设计内容概要1.1数字系统设计问题的提出(设计要求,需求分析)传统的数字系统设计方法现代的（EDA）数字系统设计方法内容概要3问题的提出设计一个电子秒表电路，使之完成以下功能：按0.01s的步长进行计时；具有异步清零和启动/停止计数功能；并用数码管显示其秒高位、秒低位，百分秒高位、百分秒低位。为便于显示，秒和百分秒信号均采用BCD码计数方式。4解决方案1——传统的数字系统设计方法1.根据设计要求划分功能模块；2.确定输入和输出的关系，画出真值表；3.由真值表写出逻辑表达式；4

2、.利用公式或卡诺图进行人工化简；5.根据化简后的逻辑表达式画出电路原理图；6.在面包板上进行实验，验证电路的正确性；7.若无错误，再在透明薄膜上用贴图符号贴PCB图；8.检查后送制板厂制板；9.对PCB板进行安装、调试，若有大的错误，修改设计，重复以上过程，重新制板。当然,根据我们学的知识,还可以用单片机(或DSP)+外围电路实现,编写单片机程序搭积木的方式！基于电路板的设计方法——采用固定功能的器件（通用型器件），通过设计电路板来实现系统功能数字电路实验课传统的数字系统设计方法5效率低下——所有这一切，几乎都是手工完成！设计周期很长；容易出错；芯片种类多，数量大，受市场的限制；设计灵活性差；

3、产品体积大。特点采用自下而上（BottomUp）的设计方法采用通用型逻辑器件搭积木式的方式在系统硬件设计的后期进行仿真和调试主要设计文件是电路原理图，PCB版图缺点6解决方案2——现代的数字系统设计方法首先在计算机上安装EDA软件，它们能帮助设计者自动完成几乎所有的设计过程；再选择合适的PLD芯片，可以在一片芯片中实现整个数字系统。基于芯片的设计方法——采用PLD（可编程逻辑器件FPGA/CLPD），利用EDA开发工具，通过芯片设计来实现系统功能。EDA软件空白PLD+数字系统编程+HDL(Verilog)现代的数字系统设计方法通常采用自上而下（TopDown）的设计方法采用可编程逻辑器件在系

4、统硬件设计的早期进行仿真主要设计文件是用硬件描述语言编写的源程序降低了硬件电路设计难度特点优点：效率高——所有这一切，几乎都是借助计算机利用EDA软件自动完成！容易检查错误，便于修改；设计周期短、成功率很高；产品体积小。数字系统的两种设计方法比较特点传统方法现代方法采用器件通用型器件（如74系列）PLD(FPGA/CPLD)设计对象电路板芯片设计方法自下而上自上而下仿真时期系统硬件设计后期系统硬件设计早期主要设计文件电路原理图HDL语言编写的程序9数字系统的设计1.自上而下的设计（TopDown）占据主导地位辅助的设计手段功能模块划分子模块设计系统级设计功能级描述功能仿真门级描述时序仿真若仿真

5、未通过，则需修改设计！2.自下而上的设计（BottomUp）设计基本单元→构成子模块→子系统→系统1.2EDA技术什么是EDA技术EDA技术的范畴EDA技术的历史EDA技术的特点EDA技术的发展现状EDA技术的发展方向内容概要什么是EDA技术？EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）是在计算机的辅助下完成电子产品设计方案的输入、处理、仿真和下载的的一种先进的硬件设计技术！是立足于计算机工作平台开发出来的一整套先进的设计电子系统的软件工具。是微电子技术中的核心技术之一，是现代集成系统设计的重要方法。计算机并口器件编程接口PCBBoardPLD编程目标文件ED

6、A技术的范畴IC版图设计PLD设计电路设计PCB设计模拟电路数字电路混合电路设计输入逻辑综合仿真编程下载本课程内容！芯片设计电路设计EDA技术的历史EDA技术的历史以计算机科学、微电子技术的发展为基础汇集了计算机图形学、拓扑学和计算数学等学科的最新成果3个发展阶段（1）CAD（Computer-AidedDesign）阶段（1964~1978）“上帝时代”最早的EDA技术：电路模拟、逻辑模拟、MOS同步和模拟、PCB布局、线路布线和标准电池等技术只能进行PCB板布局布线和简单版图绘制EDA技术的历史（2）CAE（Computer-AidedEngineering）阶段（1978~1997）“英

7、雄时代”电子CAD工具逐步完善，单点工具集成化并从技术上向CAE过渡：诞生了先进的布局和布线、逻辑综合、HDL语言、模拟加速器和仿真器以及高级综合等技术（3）EDA阶段（1993~现在）“人性时代”微电子工艺飞速发展，工艺水平已达到深亚微米级；晶体管集成度提高到百万门甚至千万门级；因特网开始进入广泛应用阶段，工程师们开始设计系统级芯片(systems-on-chip)EDA技术发展到物理校验、布局